sommaire  soudure et brasure :
(plus bas dans la page: soudage métaux, soudage plastiques, défauts de soudure)
Quelques rappels:
h hauteur du cordon
h epaisseur du cordon (= cos.45 x h)
t fatigue admise du cordon (kg/mm2)
Rt charge de traction admissible du métal de base (kg/mm2)
K coefficient
L  longueur du cordon
traction:
t = K x Rt
avec K =  0.70 bout à bout
0.60 frontales
0.50 latérales
0.90 compression
0.60 cisaillement
en pratique: (selon Müller)
Rm cordon approx =35 kg/mm2 
Re cordon approx =25 kg/mm2
Procédés de soudage de pièces métalliques :
Soudage oxyacétylénique ou soudage oxy-gaz:
L'énergie thermique est générée par la combustion du mélange oxygène-acétylène. Le métal d'apport est en général amené sous forme de baguette.
Soudage aluminothermique:
Utilisé pour la réparation de pièces massives telles que les rails de chemin de fer, est une méthode de soudage chimique : le joint à réaliser est emprisonné dans une forme, que l'on remplit d'un mélange pulvérulent à base d'aluminium et d'oxyde de fer. Les pièces à souder sont chauffées au rouge et le mélange est ensuite enflammé : la réduction de l'oxyde de fer par l'aluminium provoque la fusion et l'alumine produite est expulsée vers le haut par décantation.
Soudage électrique par résistance:
(ou par points, ou à la molette, ou PSE, ou PSR)
Le soudage est réalisé par la combinaison d'une forte intensité électrique et d'une pression ponctuelle. Ce procédé ne nécessite pas d'apport extérieur. L'intensité électrique chauffe la matière jusqu'à la fusion. La pression maintient le contact entre l'électrode et l'assemblage. Pour souder, une pince plaque l'assemblage avec des embouts, ou des électrodes en cuivre, matière bonne conductrice de l'électricité et de la chaleur, ce qui permet de moins chauffer la zone de contact avec cette pince et d'en éviter la fusion, qui se trouve limitée à la zone de contact entre les deux feuilles à souder . Cette technique est donc dépendante de la résistivité (résistance électrique) des matières, de l'épaisseur totale de l'assemblage et du diamètre des électrodes. Ce procédé est majoritairement utilisé dans l'assemblage de tôle d'acier de faible épaisseur (<6mm). Cette technique bénéficie d'un savoir-faire très important et d'une productivité incomparable (dans le domaine d'application). Pour exemple, une caisse automobile est assemblé à plus de 80% par des points soudés.
Soudage à l'arc électrique avec électrodes enrobées:
(MMA : Manual Metal Arc, ou SMAW : Shielded Metal Arc Welding)
La température de soudage est générée par l'arc électrique entre deux électrodes que constituent la pièce à souder et la baguette de métal d'apport où le métal fondu est protégé par un laitier.
Soudage à l'arc sous flux gazeux:
(Soudage TIG : Tungsten Inert Gas, GTAW Gas Tungten Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 141 selon l'ISO 4063)
Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode infusible en tungstène et la pièce à souder, sous la protection d'un gaz inerte (argon, hélium ou mélange argon-hélium...). Le métal d'apport est ajouté si nécessaire sous forme d'une baguette ou d'un feuillard placée dans l'arc électrique. Ce procédé peut s'automatiser voire se robotiser dans le cas fréquent du soudage TIG orbital.
Soudage à l'arc avec fil électrodes fusibles ou soudage semi-automatique :
soudage MIG-MAG : Metal Inert Gas-Metal Active Gas, GMAW Gas Metal Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 131 (MIG) ou 135 (MAG) selon l'ISO 4063
Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode consommable et la pièce à assembler, sous la protection d'un mélange gazeux dont la nature dépend du type de soudure réalisée. L'électrode, amenée automatiquement de façon continue depuis un dévidoir, se présente sous la forme d'un fil massif ou fourré.
Soudage laser:
L'énergie est apportée sous forme d'un faisceau laser. Les sources laser peuvent être de type CO2 ou YAG ou LED.
Soudage plasma:
(PAW : Plasma Arc Welding)
Considéré comme une évolution de la soudure TIG, il s'en distingue par le fait que l'arc est contraint mécaniquement (constriction mécanique) ou pneumatiquement (constriction pneumatique), générant ainsi une densité d'énergie supérieure. L'arc peut jaillir entre la tuyère et l'électrode (arc non-transféré) ou entre la pièce et l'électrode (arc transféré) voire être semi-transféré.
Soudage par faisceau d'électrons:
(EBW : Electron Beam Welding)
Utilise l'énergie cinétique des électrons projetés dans une enceinte sous vide et focalisés sur la pièce à souder pour créer une zone fondue.
Soudage par friction :
Ce type de soudage est obtenu par l'échauffement de deux pièces pressées et en mouvement l'une par rapport à l'autre. Le mouvement relatif entraine un échauffement de l'interface jusqu'a plastification locale du matériau, puis soudage par diffusion atomique.
On distingue deux familles de soudage par friction :
le soudage linéaire (LFW, Linear Friction Welding), obtenu par un mouvement d'aller/retour linéaire.
le soudage orbital, obtenu par rotation relative des deux pièces.
Ce dernier type se compose de deux familles :
le soudage à friction pilotée, pour lequel le couple du moteur d'entrainement est transmis directement à la pièce en rotation.
le soudage à friction inertielle, qui utilise un volant d'inertie pour fournir le couple de frottement.
Soudage par friction malaxage ou soudage thixotropique:
(FSW, Friction Stir Welding)
Ce type de soudage est aujourd'hui essentiellement utilisé pour les alliages d'aluminium car il demande des efforts très importants pour être mis en œuvre. De même les outils utilisés pour le soudage de nuances autres que l'aluminium (aciers) doivent être très durs et très résistants.
Soudage par composition de procédés:
Dit hybride, par exemple Laser plus TIG.
Soudage électrogaz:
Se rapproche de la fonderie.
Soudage par diffusion :
Consiste à se servir du phénomène de diffusion des atomes pour créer une liaison.
Soudage par explosion:
Cette technique découverte fortuitement en 1957 lors d'essais de formage par explosion, est essentiellement employée pour assembler des métaux de nature différentes, par exemple de l'aluminium sur de l'acier.Généralement il s'agit de profilés pré-soudés qui permettent ces assemblages (ex: superstructures en aluminium sur un bateau à coque en acier dans le but d'abaisser le centre de gravité) Les métaux à assembler sont superposés selon un certain angle et recouverts d'une couche uniforme d'explosif, la combustion rapide (détonation) de celui-ci provoque une fusion en coin qui se propage sur toute la surface mêlant intiment les 2 métaux. Ce type de soudure n'est pas sujette par la suite à la corrosion galvanique.
Brasage:
Le brasage est l'assemblage de deux matériaux à l'aide d'un métal d'apport ayant une température de fusion inférieure à celle des métaux à assembler et mouillant, par capillarité, les surfaces qui ne participent pas par leur fusion à la constitution du joint brasé. C'est un assemblage dit « hétérogène ».
Le chauffage de la zone à braser peut se faire par un fer à souder, de l'air chaud, une flamme (chalumeau), un arc électrique, un inducteur ou au laser.
Le brasage peut se faire aussi au four (à air, sous atmosphère contrôlée, sous vide).
Ce procédé est par exemple utilisé :
en électronique pour assembler les composants sur les circuits imprimés, ou divers éléments entre eux, tout en assurant la continuité électrique.
en plomberie pour assembler des tubes de façon étanche (brasage par capillarité).
en industrie automobile (échangeurs de chaleur type condenseur et évaporateur).
en industrie aéronautique et aérospatiale (brasage sous vide des inox et superalliages).
dans la fabrication des instruments de musique.
dans la fabrication de bijoux et joyaux.
Le métal d'apport peut être un alliage d'étain, de cuivre, d'argent, d'aluminium, de nickel, ou autres alliages de métaux précieux.
Très fréquemment des flux de brasage sont utilisés afin de permettre le mouillage du métal d'apport par destruction de la couche d'oxyde à la surface des métaux à assembler.
Brasage fort et faible:
Le brasage fort est un mode de brasage dans lequel la température de fusion de l'alliage d'apport est supérieure à 450°C.
A l'inverse, pour une température de fusion de l'alliage d'apport inférieure à 450°C, on parlera de brasage tendre.
Brasage à la lampe à souder:
Lampe à souder : l'acétylène était autrefois fabriqué par l'action de l'eau sur des pierres à carbure de calcium
Utilisé avec le plomb : Ce métal ayant un point de fusion assez bas, les apports successifs de métal sont chaque fois refroidis par passage d'un chiffon humide. Cette méthode ancienne exige beaucoup de doigté, la moindre surchauffe provoquant l'effondrement de l'objet à souder.
Brasage à l'étain:
Le brasage à l'étain s'effectue à basse température (200 °C - 250 °C), un alliage d'étain et de plomb est fondu et utilisé pour joindre des surfaces métalliques, en particulier dans le domaine de l'électronique et de la plomberie. Il s'agit de brasure et non de soudure, car seul le métal d'apport est fusionné.
Soudobrasage:
Procédé de Brasage fort dans lequel le joint soudobrasé est obtenu de proche en proche, par une technique opératoire analogue à celle du soudage par fusion, mais sans aucune action capillaire comme dans le brasage, ni fusion du métal de base. La température de fusion du métal ou de l'alliage d'apport est inférieure à celle du métal de base, mais supérieure à 450 °C.
L'opération de soudobrasage est une opération de brasage, à la seule condition qu'il y a une préparation des bords, comme une soudure classique (type EE). C’est une opération d'assemblage sans distinction entre l'homogénéité et l'hétérogénéité de l'ensemble.
Brasage de composants électroniques :
En électronique, le métal d'apport était généralement constitué de 60% d'étain et de 40% de plomb en masse afin de produire un mélange presque eutectique (point de fusion inférieur à 190°C).
Le rapport eutectique de 63/37 (%m) correspond de près à un Sn3Pb mélange intermétallique. Il donne un eutectique aux environs de 179°C à 183°C.
La tendance actuelle est de reduire la quantité de plomb et de trouver d'autres alliages, à cause de la toxicité.
Évolution:
Suivant les directives de l'Union européenne WEEE (Waste of Electrical and Electronic Equipment) et RoHS (Reduction of Hazardous Substances), le plomb doit être éliminé des systèmes électroniques à partir du 1er juillet 2006, amenant un grand intérêt des industriels pour les brasures sans plomb. Celles-ci contiennent de l'étain, du cuivre, de l'argent, et d'autres métaux dans des quantités variées.
Brasage utilisé en plomberie:
En plomberie, une proportion de plomb supérieure était utilisée. Ce qui avait l'avantage de faire prendre la brasure plus lentement, et qui permettait donc de le glisser sur le joint pour assurer l'étanchéité. Avec le remplacement des canalisations de plomb par du cuivre, le plomb dans les brasures fut remplacé par du cuivre, et la proportion d'étain augmenta.
Le métal d'apport utilisé pour le brasage fort est généralement un alliage cuivre/phosphore de cuivre/zinc, ou cuivre/argent.
Le point de fusion de ces différents alliage se situe généralement entre 600°C et 880°C.
Les alliages à forte teneur en argent (40%) sont recommandés pour la réalisation de brasages à resistance mécanique élévée et sont les seuls autorisés pour les raccordements de conduites de gaz de ville en cuivre et en laiton.
Le laiton est utilisé pour le brasage de l'acier.
La brasure est en général mélangée avec, ou utilisée avec du flux, lequel est un agent réducteur conçu pour aider à enlever les impuretés (en particulier les métaux oxydés. Pour l'aspect pratique le métal d'apport est souvent commercialisée sous forme de baguettes ou comme tubes creux contenants du flux. La plupart des brasures froides sont suffisamment souples pour être roulées et stockées en rouleau.
Brasage dans les instruments de musique:
En facture d'orgue, ce procédé est utilisé afin de fabriquer les tuyaux. La technique à acquérir n'est pas évidente et nécessite un CAP spécifique. Les tuyaux sont fait d'un alliage soit riche en étain (>63.3%), soit pauvre (<63.3%). L'idéal étant que cet alliage ne soit pas trop proche de l'alliage utilisé pour braser. Les barres de soudure sont à 63.3% d'étain car c'est à ce pourcentage que la température de fusion est au plus bas.                                             Par ailleurs, tous les instruments de type cuivres (ainsi que certains bois dont la famille des saxophones)  sont brasés à l'étain, seules certaines parties le sont à l'argent.
  Soudure des plastiques:
La soudure plastique est un ensemble de techniques utilisées pour souder deux pièces en matière plastique. Le choix d'une technique particulière est liée au type de plastique utilisé, la géométrie des pièces à assembler, le temps de cycle de soudure requis ainsi que le coût des moyens à mettre en oeuvre. Ces techniques de soudure sont basées sur un échauffement local des matériaux à souder. L'échauffement des matériaux se fait, selon la technique utilisée, soit par un apport extérieur de chaleur soit par création de chaleur provoquée par le process lui-même. Seuls les thermoplastiques sont de ce fait soudables par ces techniques.
Soudure par lame chauffante ou miroir chauffant: 
Le soudage par lame chauffante consiste a positionner deux pièces plastique l'une au dessus de l'autre en laissant un espace d'environ 1 cm entre celles-ci.Dans cet espace est introduit un miroir qui chauffe des deux cotés.Les deux pièces plastiques viennent ensuite en contact du miroir jusqu'a ce que la température de la matière ai atteind sa température de fusion en surface.Lorsque les températures de fusion sont atteintes, il suffit de retirer les miroir chauffant et de mettre en contact les deux pièces plastiques l'une avec l'autre pendant quelques secondes.La soudure est réalisée.
Soudage par ultrasons:
Le soudage par Ultrasons est une technique d'assemblage rapide et économique pour les pièces en plastique. Ce procédé s'applique facilement aux polymères amorphes à point de fusion bas (polystyrène, ...). Pour les amorphes à point de fusion plus haut ainsi que pour les semi-cristallins, l'assemblage des pièce demande plus de préparation et de contrôle.
Le procédé:
Des vibrations de haute fréquence sont envoyées aux deux pièces par le biais d'un outil vibrant appelé sonotrode ou tête de soudure. La soudure se fait grâce à la chaleur engendrée à l'interface des deux pièces.
L'équipement nécessaire comporte:
Un dispositif de fixation pour maintenir les pièces à souder
Un transducteur électromagnétique ou convertisseur qui va générer les ondes haute fréquence
Une sonotrode pour transmettre les ultrasons aux pièces à souder
Les fréquences typiquement utilisées sont 20, 30 ou  40 kHz et les amplitudes des vibration varient entre 10 et 120 micromètres, en fonction du type de matériel et de la forme des pièces a assembler.
Soudure par rotation:
Le soudage par rotation, est la méthode idéale pour réaliser des soudure solides et étanches entre des pièces de révolutions en plastiques. Une pièce est maintenue immobile tandis que l'autre est mise en pression avec un mouvement circulaire sur la première
Si le positionnement relatif des deux pièces pose problème ou doit être dans une position donnée, il faudra utiliser un système à rotation indexée. (cf MECASONIC)
Dans le soudage par rotation, la chaleur est produite par la rotation et la pression appliquée sur les pièces.
Soudure par Laser:
Cette technique demande que l'une des pièces soit transparente tandis que l'autre est opaque a la longueur d'onde particulière du Laser utilise. Les deux pièces sont mises en pression tandis que le rayon Laser parcourt la longueur du joint, traversant la première pièce et étant absorbée par la seconde pièce. La chaleur ainsi générée fond le matériel, créant une soudure permanente lors de la phase de refroidissement.
Soudure par Haute Fréquence:
Principalement utilisée pour la soudure des feuilles de PVC, celles-ci sont placées entre une électrode en laiton et un marbre. Un courant de Haute Fréquence (généralement 27,12 Mhz) vient faire fusionner la matière selon la forme de l'électrode. Exemple de produits soudés selon ce procédé : pares-soleils, porte-cartes, protéges documents (étuis de carnets chéques ...).
Le procédé de la soudure haute fréquence est utilisé pour la soudure instantanée des thermoplastiques. Il consiste en un champ électrostatique permettant les vibrations moléculaires nécessaires à un réchauffement interne entraînant le ramollissement des faces à souder.
Soudure par friction linéaire (dite par vibration):
mise en vibration d'une pièce par rapport à l'autre, maintenue solidement dans une enclume. Lesmodes d'entrainement sont soit electromagnétiques( 50 à 200Hz, amplitude de l'ordre du mm) , soit à bielle équilibrée (inf. à 50Hz, mais plus grande amplitude)(cf MECASONIC)
soudure par friction orbitale:
variante de la soudure par rotation permettant la soudure régulière de pièces ayant des largeurs de joints de soudure différents
assemblage par air chaud: 
Système permettant la soudure de certains plastiques par chauffage à l'aide d'un système à air chaud type décapeur thermique. La simplicité de ce système le rend exploitable sur les chantiers, mais seuls quelques plastiques se prêtent à ce type de soudure.
soudure par points:
apport ponctuel de chaleur. Ne se prête qu'aux matériaus de faible épaisseur.
bouterollage par ultrasons, pièce chaude ou par air chaud:
système de repoussage de "cheminées" préformées. Peut s'apparenter au rivetage à chaud.
soudure par infra-rouges:
système complexe par lequel une résistance infrarouge remplace le miroir d'une lame chauffante. Permet une soudure sans contact du corps de chauffe.
Problématiques du soudage:
Le soudage présente deux grandes familles de problématiques :
métallurgiques
mécaniques
Métallurgie du soudage:
L'opération de soudage induit de par son apport énergétique et parfois par l'apport de métal des modifications métallurgiques au niveau du joint soudé. Ces modifications vont affecter les microstructures de la zone fondue et des zones affectées thermiquement.
De fait, le joint soudé est soumis à diverses problématiques résultant de ces modifications :
fragilisation par l'hydrogène : phénomène de fissuration à froid
apparition de fissuration à chaud (liquation) en cours de solidification : retassures, fissuration intergranulaire
tenue à la corrosion différente du métal de base : essentiellement due aux phénomènes de ségrégation
Ces problématiques concernent aussi bien la zone fondue (qui est passée à l'état liquide au cours de l'opération de soudage) que la zone affectée thermiquement. La zone affectée thermiquement appelée ZAT est le siège de modification métallurgique du métal de base qui peuvent induire des fragilités, des baisses de résistance mécanique, des manques de ductilité ... Ces modifications dépendent du matériau soudé, du procédé utilisé, du mode opératoire suivi ...
Exemples :
Dans les aciers C-Mn faiblement alliés la ZAT est le siège d'une augmentation des propriétés mécaniques (Re, Rm) et de chute de ductilité
Dans les aciers thermomécaniques à très haute limite élastique Re > 690 MPa, on peut trouver dans certaines parties de la ZAT un phénomène d'adoucissement qui efface les effets du laminage thermomécanique et qui diminue la limite élastique et la limite à la rupture.
Un alliage d'aluminum de la série 5000 soudé bout à bout présente toujours une baisse de propriétés mécaniques en ZAT.
Un acier inoxydable austénitique du type 304 L soudé présente souvent une diminution de sa tenue à la corrosion au niveau de la soudure.
Les alliages de Titane sont très sensibles aux phénomènes d'oxydation pendant l'opération de soudage, qui peut faire chuter de manière drastique les propriétés mécaniques du joint soudé.
Tenue mécanique d'un joint soudé:
Les modifications métallurgiques impactent la tenue mécanique du joint soudé. Aussi faut-il s'assurer d'obtenir une tenue mécanique suffisante et tenir compte des soudures dans le calcul et le dimensionnement des pièces. L'opération de soudage engendre de plus la création de contraintes résiduelles dues au retrait créé par l'opération de soudage sur les pièces. La tenue à la fatigue des assemblages soudés est une problématique fondamentale dans la conception des appareils soudés. Les défauts géométriques des cordons de soudures jouent un grand rôle dans le tenue à la fatigue des assemblages soudés.
Défauts de soudure:
Fragilité induite par la ségrégation:
Le soudage consistant à chauffer localement le métal, il s'agit d'un traitement thermique local. Il y a donc une modification locale de la microstructure et de l’état métallurgique de la zone du métal affectée par le chauffage (ZAT : zone affectée thermiquement). En effet, le cycle de température inhérent au soudage détruit le durcissement structural et abaisse la résistance mécanique au pourtour du joint de soudure.
Le chauffage active un certain nombre de mécanismes, dont notamment la diffusion des atomes. Il se produit donc un phénomène appelé « ségrégation » : le métal n'étant pas pur, les atomes étrangers (impuretés, éléments d'alliage) migrent vers les joints de grain.
Ceci peut entraîner une fragilisation des joints de grain, et donc faciliter la rupture fragile intergranulaire.
Pour éviter ce problème, on effectue parfois un recuit de la pièce (chauffage de toute la pièce afin d'homogénéiser l'ensemble).
Corrosion au cordon de soudure:
La soudure est la juxtaposition de deux métaux différents. On peut donc avoir un phénomène de corrosion galvanique. Ce défaut peut se présenter dans le cas du soudage hétérogène d'un assemblage mal conçu, sous réserve de la présence d'un électrolyte. De plus, on peut également voir apparaître un phénomène de corrosion interfaciale comme cela peut être rencontré lors de la ségrégation du [Bore] aux joints de grains dans les bases Nickel ou lors de la ségrégation du Carbone aux joints de grains dans les aciers inoxydables.
Porosités :
Il s'agit de défauts sphériques creux qui peuvent être ou non débouchants. Elles sont causée par les courants d'air, le manque de gaz, l'obstruction de la buse, un mauvais angle de soudage, de l'eau ou des impuretées dans le joint à souder...
Soufflures:
Ce terme désigne un groupe de porosités débouchantes ou non débouchantes. Quand elles sont alignées, on parle de soufflures vermiculaires. Si elles sont débouchantes, on parle alors de piqûres.
Inclusions:
Elles désignent un composé étranger à la soudure et peuvent contenir du Tungstène (Cas du Soudage TIG) ou du laitier (Soudage à l'électrode enrobée ou baguette ) ou encore des oxydes.
Retassures :
Suite à un retrait du métal lors de son refroidissement, l'espace vide formé apparaît visuellement à la surface du cordon.
Criques de solidification :
Même défaut que les retassures sauf que le défaut est non apparent.
Excès de pénétration :
Métal débordant du côté envers du cordon.
Collage ou manque de pénétration:
Le métal de base est non fondu, ce qui diminue la section efficace de la soudure. On distingue le collage noir où l'interface entre le métal de base et la soudure est vide (par un contrôle aux rayons X apparaît une tache sombre) et le collage blanc, où l'interface est cette fois-ci comblée par des oxydes fondus ( cette variété est indécelable aux rayons X).
Fissures :
On distingue :
La fissuration à froid causée par des contraintes mécaniques résiduelles importantes, une présence d'hydrogène dissout et une phase fragile,
La fissuration à chaud (ou plus exactement liquation) créée par la ségrégation dans le joint d'un eutectique par exemple et,
En ce qui concerne les aciers au chrome ou des aciers inoxydables la formation de carbures de chrome cr23c6 qui précipite au niveau des joints de grains et provoque la corrosion de joint soudés par fissuration intergranulaire (le chrome est pompé par le carbone et n'assure donc plus son rôle de résistance à la corrosion au voisinage du carbure).
Morsures:
Défaut où le métal de base est creusé sur une partie du cordon.
Caniveaux :
Un caniveaux est une morsure de grande taille proportionnellement à la grandeur du métal de base due à une trop grande chaleur du métal d'apport par rapport à l'épaisseur ou la densité du métal qui recoit.(voir mauvais paramètre de la machine à souder)
Pollution ferreuse:
La pollution ferreuse est une corrosion des aciers inoxydables causée par la destruction de la couche de passivation et activée par la présence de fer. Elle résulte généralement de l'utilisation d'outils métalliques (brosse, cisaille, etc.), après usinage, mise en forme ou est la conséquence des projections de métal fondu lors d'opérations de soudage.
Défauts géométriques:
Ces défauts peuvent être des défauts d'alignement entre les pièces, un cordon trop bombé...
Déformations Géométriques:
Les pièces , n'ayant pas les mêmes tensions internes présentent de sévères déformations géométriques et doivent en tout temps être réusinées après soudure